Head First Java读书笔记（二）

第8章：接口与抽象类（深入多态）

抽象类

用abstract关键字声明抽象类，抽象类不能用new 关键字进行实例化。在设计继承结构时，必须决定清楚什么类是抽象类，什么类是具体类。编译器不会让你初始化一个抽象类。抽象类，除了被继承以外，是没有其它任何用途的。抽象类中，必须包含有抽象方法，还可以包含非抽象方法。

抽象方法

即用 abstract关键字声明的方法，抽象方法没有方法实体，即没有具体的实现过程。拥有抽象方法的类，必须声明为抽象类。抽象类中的抽象方法，用于规定一组子类共同的协议。

abstract class Animal {// 抽象方法，没有方法体public abstract void eat();
}

在继承过程中，具体类必须实现抽象父类的所有抽象方法

抽象方法没有具体的方法体，它只是为了标记出多态而存在。在覆写抽象父类的抽象方法时，方法名、参数列表必须相同，返回值类型必须兼容。Java很在乎你是否实现了抽象类的抽象方法。

public class Canine extends Animal {// 覆写抽象类的抽象方法public void eat() {System.out.println("Canine，会吃食物！！");}// 非继承的方法public void roam() {}
}

多态的使用

在Java中，所有类都是从Object这个类继承而来的，Object是所有类的源头，它是所有类的父类。Object有很有用的方法，如 equals(), getClass(), hashCode(), toString()等。

Object类，是抽象类吗？答：不是，它没有抽象方法。
是否可以覆写Object中的方法？答：Object类中带有 final关键字的方法，不能被覆写。
Object类有什么用？答：用途一，它作为多态可以让方法应付多种类型的机制，以及提供Java在执行期对任何对象都需要的方法实现。另一个用途，它提供了一部分用于线程的方法。
既然多态类型这么有用，为什么不把所有的参数类型、返回值类型都设定为Object？答：因为Java是强类型语言，编译器会检查你调用的是否是该对象确实可以响应的方法。即，你只能从确实有该方法的类中去调用。
Object dog = new Dog();
dog.toString(); // 这可以通过编译，因为toString()是Object类中自有的方法。
dog.eat(); // 这将无法通过编译，因为dog是Object类型，它调用的eat()方法在Object类中没有。
在使用多态时，要注意对象多种类型之间的差异。如下代码：

Dog dog1 = new Dog();
Animal dog2 = new Dog();
Object dog3 = new Dog();

注意这三个dog对象的区别： dog1 拥有 Dog / Animal / Object中所有的方法。dog2 拥有 Animal / Object 中的方法，不能调用 Dog 类特有的方法。 dog3 只拥有Object 中的方法，不能调用 Animal / Dog类中的方法。这就是在使用多态过程中，需要特别注意的问题。

那么该如何把 Object 类型的 dog转化成真正的 Dog 类型呢？

if (dog2 instanceof Dog) {Dog dog4 = (Dog)dog2;
}
if (dog3 instanceof Dog) {Dog dog5 = (Dog)dog3;
}

// 此时，dog4 / dog5 就是真正的 Dog类型了。

接口

接口，是一种100%纯抽象的类。接口中的所有方法，都是未实现的抽象方法。

接口的作用

接口存在的意义，就是为了解决Java多重继承带来的致命方块问题。为什么接口可以解决致命方块的问题呢？因为在接口中，所有方法都是抽象的，如此一来，子类在实现接口时就必须实现这些抽象方法，因此Java虚拟机在执行期间就不会搞不清楚要用哪一个继承版本了。

// interface关键字，用于定义接口
public interface Pet {public abstract void beFriendly();public abstract void play();
}
// 继承抽象父类 Animal类， 实现 Pet接口
public class Dog extends Animal implements Pet {// 实现接口中的抽象方法public void beFriendly() {System.out.println("实现 Pet接口中的 beFriendly()方法");}// 实现接口中的抽象方法public void play() {System.out.println("实现 Pet接口中的 play()方法");}// 覆写抽象父类中的抽象方法public void eat() {System.out.println("覆写抽象父类中的eat()抽象方法");}
}

同一个类，可以实现多个接口！

public class Dog extends Animal implements Pet, Saveable, Paintable { ... }

super关键字

super代表父类，在子类中使用 super关键字指代父类，通过super还可以调用父类的方法。

// 抽象父类
abstract class Animal {void run () {}
}
// 继承父类
class Dog extends Animal {void run () {super.run();  // 这里，调用并执行父类的 run() 方法// do other things}
}
Dog d = new Dog();
d.run();    // 这调用的是子类Dog对象的 run()方法。

第9章：构造器与垃圾收集器

堆（heap）、栈（stack）

当Java虚拟机启动时，它会从底层操作系统中取得一块内存，以此区段来执行Java程序。实例变量保存在所属的对象中，位于堆上。如果实例变量是对象引用，则这个引用和对象都是在堆上。

构造函数与对象创建的三个步骤

对象创建的三个步骤：声明、创建、赋值。
构造函数，让你有机会介入 new 的过程。构造函数，没有显示的指定返回值类型，构造函数不会被继承。如果一个类，没有显示地编写构造器函数，Java编译器会默认地为该类添加一个没有参数的构造器函数。反之，Java编译器则不会再添加任何默认的构造函数。

Dog dog = new Dog();

构造器函数重载

即一个类，有多个构造器函数，且它们的参数都不能相同，包括参数顺序不同、或者参数类型不同、或者参数个数不同。重载的构造器，代表了该类在创建对象时可以有多种不同的方式。

public class Mushroom {
// 以下五个构造器，都是合法的，即构造器重载
public Mushroom() {}
public Mushroom( int size ) {}
public Mushroom( boolean isMagic ) {}
public Mushroom( boolean isMagic, int size ) {}
public Mushroom( int size, boolean isMagic ) {}
}

构造函数链 super()

构造函数在执行的时候，第一件事就是去执行它的父类的构造函数。这样的链式过程，就被称为“构造函数链（Constructor Chaining）”。

class Animal {public Animal() {System.out.println("Making an Animal");}
}class Dog extends Animal {public Dog() {super();    // 如果没有这句，Java编译器会默认添加上这句，即调用父类的无参构造器System.out.println("Making an Dog");}
}public class ChainTest {public static void main(String[] args) {System.out.println("Starting...");Dog d = new Dog();}
}

如果一个类，没有显示地书写构造器函数，Java编译器会为它添加上默认的无参构造器。如果在一个子类的构造器中没有使用super()调用父类的某个重载构造构造器，Java编译器会为这个子类的构造器默认添加上super()，即在子类的构造器函数中调用父类的无参构造器。
父类的构造器函数，必须在子类的构造器函数之前调用。在子类构造器函数中调用父类构造器时，必须与父类构造器的参数列表一致。

在类中，this 和 super 有什么区别？ this() 和 super() 有什么区别？

使用 this() 可以在某个构造函数中调用同一个类的另外一个构造函数。 this() 只能在构造函数中使用，并且必须是第一行。 this() 和 super() 不能同时使用。

class Car {private String name;// 父类的有参构造器public Car(String name) {this.name = name;System.out.println(name);}
}class MiniCar extends Car {// 构造器public MiniCar(String name) {// 调用父类的有参构造器super(name);}// 另一个构造器public MiniCar() {// 调用同一个类的另一个构造器this("这里子类汽车的名称");}
}public class TestThis {public static void main(String[] args) {MiniCar mc1 = new MiniCar();MiniCar mc2 = new MiniCar("动态的名字");}
}

对象、变量的生命周期

对象的生命周期决定于对象引用变量的生命周期，如果引用还在，则对象也在；如果引用死了，对象会跟着被 GC 回收。当最后一个引用消失时，对象就会变成可回收的。
局部变量，只存活在对象的方法中，方法结束，局部变量就死了。
实例变量，存活在对象中，它的生命周期与对象一致。

Life 和 Scope的区别

Life，只要变量的推栈块还存在于堆栈上，局部变量就算是活着。局部变量会活到方法执行完毕为止。
Scope，局部变量的作用范围只限于它所在的方法中。当该方法调用别的方法时，该局部变量还活着，但不在目前的范围内，当被调用的其它方法执行完毕后，该总局变量的范围又跟着回来了。

第10章：数字与静态性

Math的特点

在 Java 中没有东西是全局(global)的。但，Math 方法是接近全局的方法。Math不能用来创建实例变量。因为Math是用来执行数据计算的，所以没有必要创建对象来进行数学计算，创建对象是浪费内存空间的做法。Math中所有方法都静态方法。
···java
Long a = Math.round(46.25);
int b = Math.max(2, 3);
int c = Math.abs(-500);
···

非静态方法与静态方法

静态方法，使用 static 关键字声明，以类的名称进行调用。
非静态方法，以实例对象进行调用，没有 static修饰。
Math类是如何阻止被实例化的？

Math类阻止被实例化，采取的策略是使用 private 修饰了其构造函数。

静态变量，会被同类的所有实例共享，因为它隶属于类。静态变量，在类第一次载入时初始化。静态变量，会在所有对象创建之前进行初始化，也会在任何静态方法执行之前就初始化。静态变量，只能由类来调用。
非静态变量，只被单个对象独有，它隶属于实例。非静态变量，在类实例化时进行初始化。
实例对象不会维护静态变量的拷贝，静态变量由类进行维护。非静态变量由实例对象进行维护。

class Duck {// 非静态变量，属于对象private int size = 0;// 静态变量，属于类private static int count = 0;public Duck() {size++;count++;System.out.println("size " + size);System.out.println("count " + count);}public void setSize(int s) {size = s;}public int getSize() {return size;}
}public class TestStatic {public static void main(String[] args) {Duck d1 = new Duck();  // size = 1     count = 1Duck d2 = new Duck();  // size = 1     count = 2Duck d3 = new Duck();  // size = 1     count = 3}
}

声明一个静态常量

public static final double PI = 3.1415926;
public 表示可供各方读取。 static 表示静态。 final 表示“固定不变”。常量的标识符，一般建议字母大写，字母之间可以用下划线连接。

深入理解 final

final 的核心意思是，它所修饰的元素不能被改变。final 不仅可以修饰变量，还可以修饰方法和类。

// 用 final 修饰的类，不能被继承
final class Foo {// final 修饰静态变量，得到静态常量public static final double PI = 3.1415926;// final 修饰非静态变量，该变量将无法再被修改final String name = "geekxia";void changeName() {// 修改 final变量，失败// name = "Evatsai";}// final 修饰局部变量，该局部变量也将无法再被修改void doFoo(final int x) {// 修改局部变量，失败// x = 100;}// final 修饰的方法，子类将不能覆写final String getName() {return name;}
}

主数据类型的包装类

Boolean / Character / Byte / Short / Integer / Long / Float / Double
主数据类型的包装类，都放在 java.lang 中，所以无需 import 它们。当你需要以对象的方式来处理主数据类型时，你就需要用包装类把它们包装起来，Java5.0之前必须这么做。

int a = 123;
// 包装
Integer aWrap = new Integer(a);
// 解包
int b = aWrap.intValue();

Java5.0以后，autoboxing 使得主数据类型和包装类型不必分得那么清楚。autoboxing 的功能能够自动地将主数据类型和包装类型进行转换。看看下面的例子：

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
// 自动地把主数据类型和包装类型进行转换
list.add(3);
int c = list.get(0);Boolean bool = new Boolean(null);
if (bool) {}Integer d = new Integer(3);
d++;
Integer e = d + 3;void takeNumber(Integer i) {}
Integer getNumber() { return 4; }

主数据类型与字符串之间的相互转化

// 把字符串转化成主数据类型
String a = "12";
int b = Integer.parseInt(a);
double c = Double.parseDouble("50.789");
boolean d = new Boolean("true").booleanValue();// 把主数据类型转化成字符串
double e = 34.789;
String f = "" + e;
String g = Double.toString(e);
如何对数字进行格式化？// 第二个参数，以第一个参数的格式化指令进行输出
String s = String.format("%, d", 1000000000);
String m = String.format("I have %,.2f bugs to fix.", 489369.123456);
如何对日期进行格式化？String d = String.format("%tB", new Date());
更多有关“格式化指令”的参考，请查看相关手册。使用 Calendar 抽象类操作日期// 获取日历的实例对象
Calendar cal = Calendar.getInstance();
cal.set(2014, 1, 7, 15, 40);long day1 = cal.getTimeInMillis();
day1 += 1000*60*60;cal.setTimeInMillis(day1);
cal.add(cal.DATE, 35);

第11章：异常处理

如果你把有风险的程序代码包含在 try/catch 块中，那么编译器会放心很多。 try/catch 块会告诉编译器你确实知道所调用的方法会有风险，并且也已经准备好要处理它。

try {// 有风险的行为Sequencer seq = MidiSystem.getSequencer();System.out.println("had got a sequencer");
} catch (MidiUnavailableException ex) {System.out.println(ex);
} finally {System.out.println("总会被执行！");
}

异常也是多态的，Exception子类的实例对象，都是 Exception类型的。编译器会忽略 RuntimeException类型的异常，RuntimeException类型的异常不需要声明或被包含在 try/catch 块中。

如果 try 或 catch 块中有 return 指令，finally还是会执行。流程会跳到 finally执行，finally执行完毕后再回跳到return 指令。

处理多重异常

class Laundry {public void doLaundry() throws PantsException, LingerieException {}
}public class HandleException {public void go() {Laundry lau = new Laundry();try {lau.doLaundry();} catch (PantsException e) {System.out.print(e);} catch (LingerieException e) {System.out.print(e);} finally {}}
}

如果有必要的话，方法可以抛出多个异常。但该方法的声明必须要有含有全部可能的检查异常（如果两个或两个以上的异常有共同的父类时，可以只声明该父类就行）。

有多重异常需要捕获时，异常要根据继承关系从小到大排列，如果更高一级的异常排在了前面，将会导致低一级的异常将没有机会被使用。同级别的异常，排列顺序无所谓。

异常

异常是由方法 throws 来的。

public void doLaundry() throws PantsException, LingerieException {}
如果你调用了一个有风险的方法，但你又不想 try/catch捕获时怎么办？你可以继续使用 throws 关键字，把异常抛给下一个调用我的人，这好比是在踢皮球哈哈。

从上面看，程序有两种方式来处理异常，一种是使用 try/catch 来捕获异常，另一种是使用 throws 把异常抛给下一个调用者。